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钠离子电池与锂离子电池的对比区别有哪些?

来源:宝鄂实业    2019-09-12 09:15    点击量:
在寻找锂电池替代品方面,科学家们一直在努力,现在,钠离子电池成为一个新的有前景落地的方向。锂离子电池现在可谓是风头正劲,集万千宠爱于一身,但是在这热闹之下,一场危机正在酝酿,锂离子电池的近亲——钠离子电池正在酝酿夺权。
 
  钠离子电池:钠离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。在充放电过程中,Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出:充电时,Na+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。
 
  钠离子电池最主要的特征就是利用Na+代替了价格昂贵的Li+,因此正极材料、负极材料和电解液等都要做相应的改变,适应Na离子电池。相比于锂元素,钠元素在地壳中的储藏量十分丰富,获得Na元素的方法也十分简单,因此相比于锂离子电池,钠离子电池在成本上将更加具有优势。
 
  目前钠离子电池最大的难点是寻找一款稳定的钠离子电池负极材料,传统的锂离子电池负极材料——石墨,能够与Li结合,形成LiC6结构的化合物,理论比容量为372mAh/g,但是石墨仅能储存十分有限的Na离子,这可能是由于Na会首先在石墨表面形成镀层,而不是与石墨形成化合物。
 
  钠离子电池虽然能量密度不及锂离子电池,但是由于Na资源丰富,且十分容易获得,加之目前碳酸锂价格高涨,因此从长远来看,Na离子电池仍然具有十分广泛的应用前景,在一些对能量密度要求不高的领域,例如电网储能、调峰,风力发电储能等方面还是具有应用前景的。
 
  首先,与锂相比,钠具有相似的理化性质,且储量丰富,价格低廉;
 
  其次,原理上,钠离子电池的充电时间可以缩短到锂离子电池的1/5;
 
  第三,由于钠盐特性,允许使用低浓度电解液,可降低成本;
 
  第四,钠离子不与铝形成合金,负极可采用铝箔作为集流体,可降低成本和电池重量。
 
  据了解,目前钠离子电池的能量密度只能达到120瓦时/公斤。所以,在能量密度这一技术指标上,钠离子电池还不能与锂离子电池相提并论,因为锂电池的能量密度300瓦时/公斤以上。
 
  从能量密度的角度来说,现在的钠离子电池只能达到锂电池的一半以下,因此钠离子电池目前只能用在低速电动车、电动船、家庭储能等对能量密度要求较低的领域,目前还不能用钠电池做出高速电动汽车。